Гіпотеза виняткової Землі

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Земля є винятковою?

Гіпотеза виняткової Землі — низка наукових припущень і доказів, які обґрунтовують ідею про рідкісність високорозвиненого життя у Всесвіті.

Гіпотеза виняткової Землі пропонує відповідь на парадокс Фермі, пояснюючи чому появу такої планети як Земля слід вважати дуже малоймовірною. У поєднанні із припущенням, що необхідною передумовою появи високорозвинених форм життя є планета земного типу, це би пояснювало відсутність ознак існування позаземних цивілізацій.

Гіпотеза виняткової Землі була вперше детально викладена у книзі Rare Earth: Why Complex Life Is Uncommon in the Universe («Виняткова Земля: Чому високорозвинене життя не є поширеним явищем у Всесвіті»), написаній палеонтологом Пітером Вардом (Peter Ward) та астрономом Дональдом Броунлі (Donald Brownlee). Вард та Броунлі скористались розширеним рівнянням Дрейка на доказ того, що існування планети із земними характеристиками у Всесвіті слід вважати неймовірно рідкісним явищем.

Умови[ред.ред. код]

Зірка[ред.ред. код]

Створити планету земного типу та довести її до правильного стану через 4.5 мільярдів років є складною задачею. По-перше, вона повинна утворитись навколо багатої металами зірки. Бідні металом зірки не здатні створити чогось окрім газових гігантів — на утворення планет земного типу у газовій туманності просто-напросто не вистачить матеріалу. Таким чином виключається зовнішня частина Галактики. З іншого боку, якщо зоря містить занадто багато металу, планети будуть занадто великі, накопичуватимуть газові оболонки, утримуючи їх своєю великою силою тяжіння, та знову ж таки ставатимуть газовими гігантами.

Зірка також повинна обертатись по коловій орбіті навколо центру галактики: надто витягнута орбіта означатиме що зоря занадто наближатиметься до енергетично насиченого ядра галактики та піддаватиметься надмірному жорсткому радіаційному опроміненню. Образно висловлюючись, зоря повинна жити в передмісті галактики, але не в центрі і не в селі.

Отримавши зірку із правильним вмістом металів, слід переконатись що вона може мати придатні до життя планети. Гаряча зірка, наприклад Сіріус або Вега, матиме широку придатну до життя зону, але обтяжену двома проблемами: по-перше, ця зона є занадто віддаленою від зірки, тому планети із твердим ядром ймовірно формуватимуться поблизу зірки та поза межами жилої зони. Це не виключає однак можливості зародження життя на супутниках газових гігантів: гарячі зірки випромінюють достатньо ультрафіолету яке може достатньо іонізувати атмосферу будь-якої планети. Друга проблема із гарячими зірками це те, що вони не живуть достатньо довго. Через приблизно один мільярд років вони стають червоними гігантами, що може не залишити достатньо часу для еволюції високорозвинутого життя.

Холодні зірки перебувають не в кращій ситуації. Зона придатна для життя буде вузькою та буде розташована близько до зірки, суттєво зменшуючи шанси отримати планету у правильному місці. Поблизу холодної зірки, сонячні спалахи затоплять планету радіацією та іонізують її атмосферу точнісінько як біля гарячої зірки. Жорстке рентгенівське випромінювання також буде інтенсивнішим.

Таким чином, виявляється, що «правильний» тип зірок обмежується проміжком від F7 до K1 (див. класифікація зірок). Зірки цих типів є рідкістю: зірки типу G, такі як Сонце, складають всього лиш 5% зірок у нашій галактиці.

Взаємодія із іншими небесними тілами[ред.ред. код]

Після того як планета формується в межах жилої зони, небесне тіло (Тейя) розмірами приблизно як Марс повинно із нею зіткнутись (відповідно до Теорії велетенського зіткнення). Без такого зіткнення на планеті не утворяться тектонічні плити оскільки земна кора покриватиме всю планету та не залишить місця для океанічної кори. Зіткнення також може мати наслідком появу великого супутника що стабілізує вісь обертання планети, та злиття ядер планети та небесного тіла, яке сформує надмасивне планетне ядро що ґенеруватиме потужний планетний електромагнітний щит від сонячної радіації. Недавні дослідження Едварда Бельбруно та Річарда Ґотта дозволяють зробити висновок що таке небесне тіло потрібного розміру може формуватись у троянських точках планети (L4 чи L5), можливо роблячи цю подію менш неймовірною.

Супутник відносно значних розмірів також збільшує шанси виживання високоорганізованих організмів, виконуючи функції астероїдного щита. Шанси зіткнення астероїду із масивнішим об'єктом бінарної системи на кшталт Землі з Місяцем є доволі незначними. Більшість астероїдів будуть або цілком відкинуті або вразять менш масивний об'єкт: щоб попасти у масивніше тіло вимагається правильна комбінація швидкості та кута падіння. Таким чином планета із великим місяцем буде дещо краще захищена від зіткнень (хоча випадкові зіткнення можуть бути необхідними, оскільки еволюційна теорія припускає що масові вимирання можуть прискорити розвиток складніших організмів). Також необхідною умовою є наявність великого газового гіганту, такого як Юпітер, в зоряній системі, завдяки йому «сміття» що залишиться на орбіті після формування планет викидатиметься у пояс Койпера та хмару Оорта.

Частота зіткнень та еволюція[ред.ред. код]

Життя потребує певного часу на те щоб зародитися та досягнути певного рівня орґанізації. Часті зіткнення із великими астороїдами ймовірно перешкодять появі високорганізованих організмів. Саме життя навряд чи зникне, але складніші організми із вищих щаблів еволюції є значно вразливішими та легко вимирають внаслідок планетарної катастрофи. Еволюційна теорія переривчастої рівноваги стверджує що:

  1. Як тільки екосистема планети досягає стану рівноваги (із заповненими всіма екологічними нішами), швидкість еволюційних змін різко зменшується
  2. Період протягом якого досягається стан рівноваги є відносно коротким порівняно із геологічними процесами.

Вважається що викопні рештки демонструють що екологічна рівновага досягалась на Землі кілька разів, вперше після Кембрійського вибуху. Кілька катастроф що призводять до масового вимирання організмів можливо необхідні щоб в процесі еволюції випробовувались радикально нові шляхи розвитку, та щоб життя уникнуло ситуації коли його розвиток би завмер на півшляху до розумного життя. Масове вимирання динозаврів, наприклад, дозволило ссавцям зайняти їх екологічні ніші та направити еволюцію новим шляхом.

Таким чином, очевидно що потрібні правильні значення сотень параметрів планети та зоряної системи щоб високоорганізоване життя стало можливим. Всесвіт є неймовірно величезним, він значно перевищує можливості людської уяви чи розуміння, тому залишається шанс що десь у Всесвіті існує планета земного типу із високорганізованим життям. Тим не менше, можливість того, що така планета існує достатньо близько від Сонця та що ми можемо колись її досягнути чи вступити із її жителями в контакт практично дорівнює нулю. Це пояснює парадокс Фермі чому ми не бачимо ознак позаземного розуму, імовірність появи ще однієї планети земного типу що могла б підтримувати високорганізоване життя у масштабі навіть галактики є занадто мізерною.

Критика[ред.ред. код]

Найбільшій критиці піддається припущення, що поява високорганізованого життя можлива тільки на планетах земного типу. Дехто з біологів, наприклад Джек Коен, вважає що таке припущення є занадто обмежуючим і свідчить про відсутність уяви (див. Вуглецевий шовінізм). Детальна критика наведена у книзі Джека Коена та математика Яна Стюарта «Еволюція іншопланетянина: Наука Позаземного Життя» (Evolving the Alien: The Science of Extraterrestrial Life).

Інші припущення теорії виняткової Землі теж піддаються критиці:

  • Деякі припущення, незважаючи на свою теоретичну достовірність, не є загальноприйнятими в науковому середовищі, наприклад теорія велетенського зіткнення.
  • Стверджується, що докази покладаються на малоймовірність тієї чи іншої події, в той час як вони, можливо, лише виглядають неможливими. Беручи до уваги розміри Всесвіту, тривалість астрономічних процесів та можливість альтернативних шляхів появи схожих обставин, можливо існує значно більша кількість планет земного типу, ніж та що пропонується теорією виняткової Землі.
  • Теорія ігнорує здатність розумного життя адаптувати оточення до своїх потреб. Розумна раса може бути в змозі колонізувати багато нежилих планет на достатньо довгий період часу (хоча, можливо, потребує планети земного типу для своєї появи).

Див. також[ред.ред. код]

Джерела[ред.ред. код]

Значна частина статті запозичена із статті en:Rare Earth hypothesis в англомовній Вікіпедії, яка посилається на наступні джерела:

  • Peter Ward and Donald Brownlee. Rare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe. Copernicus Books. January 2000. ISBN 0-387-98701-0.
  • Evolving the Alien: The Science of Extraterrestrial Life. Ebury Press. February 2002. ISBN 0-09-187927-2.